模板支架受力分析计算

步距的确定
• 一般在确定脚手架的步距时要考虑两个步 骤，第一要满足层高与施工要求，层高是 是步距的整数倍，本例的层高标准层是2.8 米，因此第一步确定步距为1.4米，第二步 要符合《规范》表6.1.1-1的要求，步距不 能超出表6.1.1-1的范围，最后确定步距为 1.4米。
荷载分类
1）作用于脚手架的荷载可分为永久荷载（恒荷载） 与可变荷载（活荷载）。 2 ）永久荷载（恒荷载）可分为： （1） 脚手架结构自重，包括立杆、纵向水平杆 、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的 自重； （2） 构、配件自重，包括脚手板、栏杆、挡脚 板、安全网等防护设施的自重。 3 ）可变荷载（活荷载）可分为： • 施工荷载，包括作业层上的人员、器具和材料 的自重； • 风荷载。
小横杆挠度计算
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度； 计算公式如下:
荷载设计值q=0.038+0.140+1.200=1.378kN/m ； 简支梁均布荷载作用下的最大挠度： V=5.0×1.378×1050.04/(384×2.06×105×121900.0 )=0.869mm；
小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,满足要求!
立杆纵距确定
• 脚手架用于结构施工阶段，施工的作业层 施工荷载3 kN/m2，依据：《规范》表 6.1.1-1和《规范》7.3.12中第4条规定（4 自顶层作业层的脚手板下计，宜每隔12m满 铺一层脚手板。）的要求选取 3+Int(49÷12+1)×0.35=3+5×0.35（ kN/m2）荷载所对应的纵距1.2米；
解决要点
• 必须认真解决以上存在问题，达到计算工 作的覆盖性、符合性、正确性和保证性要 求。所谓覆盖性，就是覆盖着应予计算的 项目和应予验算的最不利的部位；所谓符 合性，就是符合标准规定、符合实际情况 ；所谓正确性，就是计算式正确、计算参 数正确和计算结果正确；所谓保证性，就 是达到安全的保证指标或要求（常用安全 系数控制）。
脚手架计算ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• • • • • 方案编制步骤 参数确定 荷载 材料 计算过程
方案编制步骤
• 脚手架工程施工的主要步骤如下：主要及相关人 员商讨方案---确定方案---编制方案---报公司技 术、安全部门审批方案---审批合格后由架子工长 组织实施---各方验收合格---投入使用。 • 脚手架工程在施工前，技术负责人应召集技术、 安全、生产等相关人员对本工程的脚手架搭设情 况进行研讨，确定脚手架应搭设的步距、纵距、 横距、总高度、范围等各项参数内容，然后由技 术负责人或技术员编制，编制完毕的方案经技术 负责人审核后报公司技术安全部门会审，并由公 司总工程师审批后执行。方案审批返回项目部， 由项目部架子工长组织工人进行搭设，经公司技 术、安全及项目部技术、安全部门负责人验收合 格，方可使用。
根据《可铸铁分类及技术条件》(GB978-67)的规定 ，扣件采用机械性能不低于KTH330-08的可锻铸铁制 造。铸件不得有裂纹、气孔，不宜有缩松、砂眼、 浇冒口残余披缝，毛刺、氧化皮等清除干净； 扣件与钢管的贴合面必须严格整形，应保证与钢管 扣紧时接触良好，当扣件夹紧钢管时，开口处的最 小距离应不小于5mm； 扣件活动部位应能灵活转动，旋转扣件的两旋转面 间隙应小于 1mm； 扣件表面刷暗红色防锈漆进行防锈处理。
参数确定
序 1 项目 功能 住宅楼、商业用房 建筑总面积（m2） 建 筑 规 模 建筑 层数 建筑 层高 地上 地下 人防层 3.2m 25905.82 m2 15层，局部16层 2层 地下一层 3.0m 42.30 m 0.75 m 41.3 m 180N/MM2 1 层 3.5m 基底标高 建筑总高 檐口高度 结构类型 施工阶段 46.8 m 剪力墙结构 主体结构施工 2~15层 2.8m -6.220m 55.8 m 16层 3.1m 内 容
2、计算构件的强度、稳定性与连接强度时，应采用 荷载效应基本组合的设计值。永久荷载分项系数应 取1.2，可变荷载分项系数应取1.4。 3、架中的受弯构件，尚应根据正常使用极限状态的 要求验算变形。验算构件变形时，应采用荷载短期 效应组合的设计值。
小横杆计算
• 作业层间距不应大于纵距1/2； • 小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆 在大横杆的上面计算简图如下所示：
长期以来，多数施工计算项目，都是采取借 用（鉴）相应工程结构、机械设备的计算方 法并结合工程实践经验加以解决的，只有像 爆破、混凝土浇筑（模板侧压力）及冬施工 方法（电热养护等）和起重吊装等一些专项 技术是通过试验加上实践经验解决的。脚手 架极其模板支架则一直是靠经验搭设的。
而像脚手架结构和深基坑支护结构等施工措 施，由于本身所具有的影响因素多、可变性 大和难以控制的特点，当仍采用工程结构的 计算方法时，就难以与实际情况相符，不能 确保达到安全可靠的要求，经过一段时间的 探索，形成了理论与实验和实践相结合的计 算方法，其基本点就是使其工作状态与危险 状态保持一个安全距离，而这个距离足以容 纳在计算时未能纳入的可变因素的影响，使 其不会达到或接近破坏状态。因此，按对有 关参数控制的可行性，确定安全保证要求， 就成为解决施工安全计算方法时应予遵循的 一项基本原则。
大横杆计算简图
大横杆抗弯强度计算： 均布荷载最大弯矩计算公式： 集中荷载最大弯矩计算公式: M=0.08×(1.2×0.038)×1.2002+0.267×0.994×1 .200=0.324kN.m； σ =0.324×106/5080.0=63.762N/mm2； 大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
规范要求计算内容
• 1、脚手架的承载能力应按概率极限状态设计法的 要求，采用分项系数设计表达式进行设计。可只 进行下列设计计算： • 纵向和横向水平杆(大小横杆)等受弯构件的强度 计算； • 扣件的抗滑承载力计算； • 立杆的稳定性计算； • 连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算； • 立杆地基承载力计算。
（1）计验算项目缺漏不全； （2）验算选择的部位或截面不是最危险的； （3）采用的计验算方法不符合相应的标准规定 ，或者实际情况不符合规定的设计计算条件； （4）采用的计算参数不符合工程的实际情况； （5）验算的受力情况或状态与实际情况不符； （6）没有按实际情况采取必要的调整系数，使 计算结果的安全保证度不够； （7）计算数据存在错误。
脚手架及模板支架安全技术
内 容
• 安全技术概述
• 脚手架计算 • 模板支架计算
• 案例分析
安全技术工作概述
• 重要性
• 存在问题 • 解决要点
• 理论计算的理解
重要性
• 在重大建筑施工安全事故发生的引起原因中 ，施工安全管理方面的因素很多、带有普遍 性，且常为主要原因，但是，造成事故的技 术安全原因却相当明显和突出。这就提醒我 们，建筑安全技术是建筑施工安全管理的基 础和保障。 • 建筑安全技术工作的薄弱、滞后、不适应及 不被认真重视的情况，成为重大事故发生的 主要或重要原因。
荷载效应组合
材料
• 钢管宜采用力学性能适中的Q235A(3号)钢，其力 学性能应符合国家现行标准《炭素结构钢》 (GB700-89)中Q235A钢的规定。每批钢材进场时， 应有材质检验合格证。3号钢的屈服强度240N/mm2 为强度的标准值，引用现行国家标准《冷弯薄壁 型钢结构技术规范》规定，乘以分项系数1/1.165 ，这样钢材的设计值f=240/1.165=205 N/mm2，这 也说明了规范采用的设计方法在实质上是属于半 概率半经验进行的。
存在问题
• 虽然施工方案措施的计算验算工作已经提 升到异常重要的高度上，但并不是所有的 总工们和方案措施的编制人员都能较好地 掌握和运用标准规定、研究解决有关计算 问题、使方案和措施具有可靠的技术安全 保障。在方案措施的计算部分中，程度不 同地存在一些问题，则具有一定的普遍性 。存在主要问题大致有：
无钢管的抗剪承载力计算说明
• 没有抗剪强度计算，是因为钢管抗剪强度不起控 制作用。如φ 48×3.5的Q235－A级钢管，其抗剪 承载力为：
• 上式中K1为截面形状系数。 • 一般横向、纵向水平杆上的荷载由一只扣件传递 ，一只扣件的抗滑承载力设计值只有8.0kN，远小 于[V]，故只要满足扣件的抗滑力计算条件，杆件 抗剪力也肯定满足。
小横杆力学模型说明
从弯矩公式看不带悬挑的情况弯矩大偏于安 全，挠度直接从公式看不出结论，但代入规 范最大悬挑计算长度0.3米，及排距取1.55米 时，计算结果还是第一个大，因此规范取了 第一种情况进行计算安全。
小横杆抗弯强度计算
• 计算公式 ：
• • σ =0.261×106/5080.0=51.383N/mm2 • 小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
1.2P+1.4Q
lb
小横杆荷载计算
恒荷载计算： 小横杆的自重标准值：P1=0.038kN/m 脚手板的荷载标准值： P2=0.350×1.200/3=0.140kN/m
小横杆荷载计算
活荷载计算： 活荷载标准值：Q=3.000×1.200/3=1.200kN/m
小横杆荷载设计值及力学模型
荷载的设计值： q=1.2×0.038+1.2×0.140+1.4×1.200=1.894kN/m 力学模型：
2
±0.0相当于绝对标高 3 建 筑 高 度 室内外高差 场地相当于绝对标高 地基承载力 北京东三环南路
4 5
地质资料 工程所在地
高度确定
• 1）“檐口标高”-“基底标高”+“安全高度”； • 2）“檐口标高”-“平整后场地标高”+“安全高 度”； • 3）考虑加快施工速度脚手架下部做临时脚手架， 方便回填土工序，地上一层以上采用悬挑脚手架 ，那么悬挑脚手架的搭设高度：“檐口标高” “一层顶板标高”+“安全高度”。 • “安全高度”： 当上部为女儿墙时，脚手架的搭设高度要超过女 儿墙1米；为檐口时，要超过檐口高度1.5米。 • 依据：《规范》6．3．6 立杆顶端宜高出女儿墙 上皮1m，高出檐口上皮1.5m。 • 本方案采取第二种搭设方式：46.8+（42.3-41.3 ）+1=48.8米，取49米。
大横杆的计算
• 大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，小 横杆在大横杆的上面。 • 脚手架的纵距最大的值为2米，一根脚手管的长度 为6米，和规范要求的一致，宜按三跨连续梁进行 计算。
• 用小横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载 布置下计算大横杆的最大弯矩和变形
荷载值计算： 小横杆的自重标准值P1=0.038×1.050=0.040kN 脚手板的荷载标准值P2=0.350×1.050×1.200/3=0.147kN 活荷载标准值Q=3.000×1.050×1.200/3=1.260kN 大横杆荷载的设计值： P=(1.2×0.040+1.2×0.147+1.4×1.260)/2=0.994kN
立杆横距确定
• 根据工程情况在满足施工的条件下不能超 过《规范》表6.1.1-1规定；依照此表可 以取1.05~1.55之间的数值，本例取1.05 米。
靠墙一端外伸长度确定
• 《规范》6．2．2条 主节点处必须设置一 根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆 除。主节点处两个直角扣件的中心距不应 大于150mm。在双排脚手架中，靠墙一端 的外伸长度a不应大于0.4l，且不应大于 500mm；由0.4×1.05=0.42确定本工程选 用a=0.3米。 • 如果悬挑长度大于300mm，计算时按300mm 考虑。
理论计算
• 施工安全计算是保证施工方案和措施能够 安全地实施的计算，即确保按施工方案和 措施进行施工时，其全过程中各阶段所形 成的工况都应处于安全可靠的状态，确保 不会由于存在不安全状态而蕴发事故。并 对可能影响其状态安全、会形成共同作用 的不安全行为、起因物和致害物给以严格 的限制、控制或及时予以消除。
大横杆挠度计算： 最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与集中荷载的 计算值最不利分配的挠度和； 均布荷载最大挠度计算公式: 大横杆均布荷载的最大挠度： 集中荷载最大挠度计算公式: 集中荷载标准值P=0.040+0.147+1.260=1.447kN； 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度 ：